Telluride taż-żingu (ZNTE), materjal importanti tas-semikondutturi II-VI, huwa użat ħafna fl-iskoperta infra-aħmar, ċelloli solari, u apparati optoelettroniċi. Avvanzi riċenti fin-nanoteknoloġija u l-kimika ħadra ottimizzaw il-produzzjoni tagħha. Hawn taħt jinsabu l-proċessi attwali ta 'produzzjoni ZNTE mainstream u parametri ewlenin, inklużi metodi tradizzjonali u titjib modern:
________________________________________
I. Proċess ta 'Produzzjoni Tradizzjonali (Sintesi Diretta)
1. Preparazzjoni tal-materja prima
• Żingu ta 'purità għolja (Zn) u Tellurium (TE): purità ≥99.999% (grad 5n), imħallat fi proporzjon molari 1: 1.
• Gass protettiv: argon ta 'purità għolja (AR) jew nitroġenu (n₂) biex jipprevjeni l-ossidazzjoni.
2. Fluss tal-proċess
• Pass 1: Sintesi ta 'tidwib bil-vakwu
o Ħallat Zn u Te trab f'tubu tal-kwarz u evakwa għal ≤10⁻³ PA.
O Programm ta 'Tisħin: Saħħan minn 5-10 ° C / min sa 500-700 ° C, żomm għal 4-6 sigħat.
o Ekwazzjoni ta 'reazzjoni: Zn + Te → ΔZntezn + TeΔznte
• Pass 2: Tnaqqis
o Aneal il-prodott mhux raffinat f'400-500 ° C għal 2-3 sigħat biex jitnaqqsu d-difetti tal-kannizzata.
• Pass 3: Tgħaffiġ u Sieving
o Uża mitħna tal-ballun biex itħan il-materjal bl-ingrossa għad-daqs tal-partiċelli fil-mira (tħin tal-ballun b'enerġija għolja għan-nanoskala).
3. Parametri ewlenin
• Preċiżjoni tal-kontroll tat-temperatura: ± 5 ° C
• Rata ta 'tkessiħ: 2-5 ° C / min (biex tevita xquq ta' tensjoni termali)
• Daqs tal-partiċella tal-materja prima: Zn (100-200 malja), TE (200-300 malja)
________________________________________
II. Proċess imtejjeb modern (metodu solvotermali)
Il-metodu solvotermali huwa t-teknika mainstream għall-produzzjoni ta 'ZNTE nanoskala, li joffri vantaġġi bħal daqs ta' partiċelli kontrollabbli u konsum baxx ta 'enerġija.
1. Materja prima u solventi
• Prekursuri: Nitrat taż-Żingu (Zn (No₃) ₂) u Tellurite tas-Sodju (Na₂teo₃) jew Trutrium Trab (TE).
• Aġenti li jnaqqsu: hydrazine hydrate (n₂h₄ · h₂o) jew sodju borohydride (NABH₄).
• Solventi: ethylenediamine (EDA) jew ilma dejonizzat (DI Water).
2. Fluss tal-proċess
• Pass 1: Dissoluzzjoni tal-prekursur
o Ħoll Zn (no₃) ₂ u na₂teo₃ fi proporzjon molari 1: 1 fis-solvent taħt ħawwad.
• Pass 2: reazzjoni ta 'tnaqqis
o Żid l-aġent li jnaqqas (eż., n₂h₄ · h₂o) u siġill fi autoclave bi pressjoni għolja.
O Kundizzjonijiet ta 'Reazzjoni:
Temperatura: 180-220 ° C.
Ħin: 12-24 siegħa
Pressjoni: iġġenerat minnu nnifsu (3-5 MPa)
o Ekwazzjoni ta 'reazzjoni: Zn2 ++ TEO32− + Aġent ta' Tnaqqis → ZNTE + Prodotti sekondarji (eż., H₂O, N₂) Zn2 ++ TEO32− + Aġent ta 'tnaqqis → ZnTe + prodotti sekondarji (eż., H₂O, N₂)
• Pass 3: wara t-trattament
o Ċentrifuga biex tiżola l-prodott, aħsel 3-5 darbiet bl-etanol u l-ilma DI.
o Nixxef taħt vakwu (60–80 ° C għal 4-6 sigħat).
3. Parametri ewlenin
• Konċentrazzjoni tal-prekursur: 0.1–0.5 mol / L
• Kontroll tal-pH: 9–11 (kundizzjonijiet alkalini jiffavorixxu reazzjoni)
• Kontroll tad-daqs tal-partikuli: Aġġusta permezz tat-tip ta 'solvent (eż, EDA tagħti nanowires; fażi milwiema tagħti nanopartiċelli).
________________________________________
Iii. Proċessi avvanzati oħra
1. Depożizzjoni tal-fwar kimiku (CVD)
• Applikazzjoni: preparazzjoni tal-film irqiq (eż. Ċelloli solari).
• Prekursuri: diethylzinc (Zn (C₂H₅) ₂) u diethyltellurium (TE (C₂H₅) ₂).
• Parametri:
O Temperatura ta 'Depożizzjoni: 350-450 ° C
o Gas Carrier: Taħlita H₂ / AR (Rata tal-Fluss: 50–100 SCCM)
o Pressjoni: 10⁻²–10⁻³ Torr
2. Liga mekkanika (tħin tal-ballun)
• Karatteristiċi: Sintesi ta 'temperatura baxxa mingħajr solvent.
• Parametri:
O Proporzjon Ball-to-Powder: 10: 1
O Ħin tat-Tħin: 20-40 siegħa
o Veloċità ta 'rotazzjoni: 300-500 rpm
________________________________________
Iv. Kontroll u karatterizzazzjoni tal-kwalità
1. Analiżi tal-purità: diffrazzjoni tar-raġġi X (XRD) għall-istruttura tal-kristall (quċċata ewlenija f'2θ ≈25.3 °).
2. Kontroll tal-morfoloġija: Mikroskopija elettronika tat-trasmissjoni (TEM) għad-daqs tan-nanopartiċelli (tipiku: 10-50 nm).
3
________________________________________
V. Konsiderazzjonijiet ta 'Sigurtà u Ambjentali
1. Trattament tal-gass tal-iskart: jassorbi l-h₂te b'soluzzjonijiet alkalini (eż. NAOH).
2. Irkupru tas-Solvent: Irriċikla Solventi Organiċi (eż, EDA) permezz ta 'distillazzjoni.
3. Miżuri protettivi: Uża maskri tal-gass (għall-protezzjoni ta 'h₂te) u ingwanti reżistenti għall-korrużjoni.
________________________________________
Vi. Xejriet teknoloġiċi
• Sintesi Ekoloġika: Żviluppa sistemi ta 'fażi ta' l-ilma biex tnaqqas l-użu tas-solvent organiku.
• Modifika tad-doping: Ittejjeb il-konduttività billi doping ma 'Cu, Ag, eċċ.
• Produzzjoni fuq skala kbira: tadotta reatturi ta 'fluss kontinwu biex jiksbu lottijiet fuq skala Kg.
Ħin ta 'wara: 21-2025 ta' Marzu